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Spontane Endotheliale Differenzierung von humanen fettabgeleiteten Stammzellen

Spontaneus endothelial differentiation of adipose tissue derived stem cells

Steffen, Paul Christian


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Universität Justus-Liebig-Universität Gießen
Institut: Physiologisches Institut
Fachgebiet: Medizin
DDC-Sachgruppe: Medizin
Dokumentart: Dissertation
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 31.03.2009
Erstellungsjahr: 2008
Publikationsdatum: 22.04.2009
Kurzfassung auf Deutsch: Diese Arbeit beschäftigt sich mit den Grundlagen der Isolation, Charakterisierung und
Differenzierung von humanen fettabgeleiteten Stammzellen. Für die Gewinnung der
humanen Stammzellen für die experimentellen Untersuchungen wurden eigens
entwickelte Methoden entworfen und ausführlich beschrieben, die eine hohe Stammzell-
Ausbeute aus dem Fettgewebe gewährleisten. Die erarbeiteten Methoden sollen als
zukünftige Anleitung für alle weiteren Stammzellisolationen für die experimentellen
Arbeiten mit den Stammzellen dienen.

Neben der Etablierung sämtlicher Zellkulturmethoden für die Stammzellen wurden
ausführliche Wachstumsmessungen durchgeführt, um die Proliferationseigenschaften der
Stammzellen genauer zu beschreiben. Im Weiteren konnte durch den Nachweis von
Stammzellmarkern die isolierten Stammzellen mit immunzytochemischen Methoden am
konfokalen Mikroskop und in der FACS Analyse eindeutig charakterisiert werden.

In dieser Arbeit gelang es erstmals, eine spontane endotheliale Differenzierung der
adipogenen Stammzellen durch den eindeutigen Nachweis von verschiedenen
spezifischen endothelialen Markern durch immunzytochemische Methoden am
konfokalen Mikroskop und durch die FACS-Analyse zu zeigen. Im Konfrontations-
Modell der Stammzellen mit einem Tumor-Sphäroid konnten zudem endotheliale
Differenzierungen der Stammzellen im Tumor induziert werden.

Im Weiteren konnten erstmals spontane Calcium-Oszillationen bei den adipogenen
Stammzellen nachgewiesen werden, die ausführlicher auf ihre Beeinflussung durch extraund
intrazelluläre Substanzen analysiert wurden. Es konnte gezeigt, werden dass
extrazelluläre Calcium-Ionen Einflüsse auf die Oszillationen haben. Zu dem ließen sich
die Oszillationen durch Inkubation der Zellen mit SKF 96365 und BAPTA von
intrazellulärer Seite inhibieren, was auf die Notwendigkeit sowohl extrazellulären
Calciums, als auch Calcium aus intrazellulären Speichern hinweist.
Kurzfassung auf Englisch: This present study reports on the isolation, characterisation and differentiation of human
adipose tissue derived stem cells. For human adipose tissue stem cell extraction own
techniques were developed and described in detail to guarantee a high production of stem
cells from adipose tissue. This developed technique should be guidance for further stem cell
isolation processes.

After establishment of all procedures for stem cell culture growth measurements were
undertaken to describe the proliferation properties of human adipose tissue derived stem cells
in details. In further experiments the detection of stem cell markers expressed by human stem
cells by confocal microscopy and FACS analysis were preformed to study their definite stem
cell characteristics.

This is the first study to successfully show a spontaneous endothelial differentiation of
adipose tissue derived stem cells during prolonged cell culture by definite detection of
endothelial markers using immunhistochemistry, confocal microscopy and FACS analysis. In
confrontation culture of stem cells with tumour spheroids endothelial cell differentiation
could be induced.

Furthermore for the first time spontaneous Ca2+-oscillations in adipose tissue derived stem
cells were described. The effect of different conditions on calcium oscillations was studied. It
was found that extracellular calcium-ions show effects on oscillations. In addition calcium
oscillations can be abolished by intracellular substances such as SKF 96365 and BAPTA,
which show the necessily of extracellular calcium and calcium from intracellular stores.